JP2001147096A - 高効率気体温湿度調整用装置及び調整方法 - Google Patents
高効率気体温湿度調整用装置及び調整方法Info
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- JP2001147096A JP2001147096A JP2000275584A JP2000275584A JP2001147096A JP 2001147096 A JP2001147096 A JP 2001147096A JP 2000275584 A JP2000275584 A JP 2000275584A JP 2000275584 A JP2000275584 A JP 2000275584A JP 2001147096 A JP2001147096 A JP 2001147096A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、冷却コイルの熱交換効率が上昇
し、冷却水量が低減でき、配管径、送水ポンプ動力も小
さくすることができ、空調系のイニシャルコストおよび
ランニングコストの低減が可能となる高効率気体温湿度
調整用装置及び調整方法を提供すること。 【解決手段】 本発明の高効率気体温湿度調整用装置
は、冷却コイルに付着した凝縮水を除去するための手段
を設けたこと。
し、冷却水量が低減でき、配管径、送水ポンプ動力も小
さくすることができ、空調系のイニシャルコストおよび
ランニングコストの低減が可能となる高効率気体温湿度
調整用装置及び調整方法を提供すること。 【解決手段】 本発明の高効率気体温湿度調整用装置
は、冷却コイルに付着した凝縮水を除去するための手段
を設けたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物である気
体に加湿、除湿、昇温、冷却などの空調プロセスを行う
高効率気体温湿度調整用装置及び調整方法に係る。
体に加湿、除湿、昇温、冷却などの空調プロセスを行う
高効率気体温湿度調整用装置及び調整方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】将来の建築物の空調設備においては、省
エネルギーの設備が強く求められている。特に、クリー
ンルームのランニングコストに関しては電気料金の占め
る割合は全体の３分の１程度にもなり、その大半が空調
ならびにプロセス装置に費やされる電力である。よって
この空調および装置電力量の低減をはかることが低コス
ト生産には必要不可欠となる。
エネルギーの設備が強く求められている。特に、クリー
ンルームのランニングコストに関しては電気料金の占め
る割合は全体の３分の１程度にもなり、その大半が空調
ならびにプロセス装置に費やされる電力である。よって
この空調および装置電力量の低減をはかることが低コス
ト生産には必要不可欠となる。
【０００３】消費電力は空調設備の運転に寄与している
所が大きい。その為、空調機の効率を上げる事は、その
まま省エネに繋がる。
所が大きい。その為、空調機の効率を上げる事は、その
まま省エネに繋がる。
【０００４】空調機を構成する装置のうちの一つである
冷却コイルの効率をあげる事は、空調機の効率アップに
繋がる。
冷却コイルの効率をあげる事は、空調機の効率アップに
繋がる。
【０００５】運転中の空調機の冷却コイルには運転中に
凝縮水が付着している。その凝縮水が被空調気体の冷却
効率を下げている事になる。冷却コイルに付着した凝縮
水を除去する事により、凝縮水の伝熱係数が銅の伝熱係
数より低い事による効率の低下を防ぐ。
凝縮水が付着している。その凝縮水が被空調気体の冷却
効率を下げている事になる。冷却コイルに付着した凝縮
水を除去する事により、凝縮水の伝熱係数が銅の伝熱係
数より低い事による効率の低下を防ぐ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷却コイル
の熱交換効率が上昇し、冷却水量が低減でき、配管径、
送水ポンプ動力も小さくすることができ、空調系のイニ
シャルコストおよびランニングコストの低減が可能とな
る高効率気体温湿度調整用装置及び調整方法を提供する
ことを目的とする。
の熱交換効率が上昇し、冷却水量が低減でき、配管径、
送水ポンプ動力も小さくすることができ、空調系のイニ
シャルコストおよびランニングコストの低減が可能とな
る高効率気体温湿度調整用装置及び調整方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の高効率気体温湿
度調整用装置は、冷却コイルに付着した凝縮水を除去す
るための手段を設けたことを特徴とする。
度調整用装置は、冷却コイルに付着した凝縮水を除去す
るための手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】本発明の高効率気体温湿度調整方法は、冷
却コイルの冷却水チューブ内に冷却水を流すとともに、
冷却フィン間に被冷却気体を流すことにより被冷却気体
の冷却を行う気体温湿度調整方法において、該冷却水と
して脱気水を用いることを特徴とする。
却コイルの冷却水チューブ内に冷却水を流すとともに、
冷却フィン間に被冷却気体を流すことにより被冷却気体
の冷却を行う気体温湿度調整方法において、該冷却水と
して脱気水を用いることを特徴とする。
【０００９】本発明の高効率気体温湿度調整方法は、冷
却コイルの冷却水チューブ内に冷却水を流すとともに、
冷却フィン間に被冷却気体を流すことにより被冷却気体
の冷却を行う気体温湿度調整方法において、該冷却水と
して水素水を用いることを特徴とする。
却コイルの冷却水チューブ内に冷却水を流すとともに、
冷却フィン間に被冷却気体を流すことにより被冷却気体
の冷却を行う気体温湿度調整方法において、該冷却水と
して水素水を用いることを特徴とする。
【００１０】本発明の高効率気体温湿度調整方法は、冷
却コイルの冷却水チューブ内に冷却水を流すとともに、
冷却フィン間に被冷却気体を流すことにより被冷却気体
の冷却を行う気体温湿度調整方法において、冷却コイル
から凝縮水を除去した後ないし除去しながら前記冷却を
行うことを特徴とする。
却コイルの冷却水チューブ内に冷却水を流すとともに、
冷却フィン間に被冷却気体を流すことにより被冷却気体
の冷却を行う気体温湿度調整方法において、冷却コイル
から凝縮水を除去した後ないし除去しながら前記冷却を
行うことを特徴とする。
【００１１】なお、圧縮気体は冷却気体であることが好
ましい。かかる冷却気体を用いる場合には、本来冷却処
理しなければならない熱量以外の熱量を必要としないと
いう利点がある。冷却気体の温度としては、処理前温度
と処理後温度に差異を有するという理由から２３〜１５
℃が好ましい。
ましい。かかる冷却気体を用いる場合には、本来冷却処
理しなければならない熱量以外の熱量を必要としないと
いう利点がある。冷却気体の温度としては、処理前温度
と処理後温度に差異を有するという理由から２３〜１５
℃が好ましい。
【００１２】また、冷却コイルの表面は撥水性を有する
表面とすることが好ましい。撥水性を有する表面とする
ためには、冷却コイルの表面に例えば、ＰＦＡ被膜を施
せばよい。ＰＦＡのほかには、例えば、撥水材塗布、撥
水性を有する酸化膜を形成することが好ましい。
表面とすることが好ましい。撥水性を有する表面とする
ためには、冷却コイルの表面に例えば、ＰＦＡ被膜を施
せばよい。ＰＦＡのほかには、例えば、撥水材塗布、撥
水性を有する酸化膜を形成することが好ましい。
【００１３】また、凝縮した液体を、再撒布し得る手段
を設けることが好ましい。このような構成とした場合、
凝縮した液体温度と熱交換器温度が等しいため、不要な
熱交換を行わないという利点がある。凝縮した液体を、
再撒布し得る手段としては、例えば、空調機内の凝縮水
受け皿より小型のポンプで凝縮水を汲み上げ熱交換器上
部より再撒布を行うのように構成すればよい。
を設けることが好ましい。このような構成とした場合、
凝縮した液体温度と熱交換器温度が等しいため、不要な
熱交換を行わないという利点がある。凝縮した液体を、
再撒布し得る手段としては、例えば、空調機内の凝縮水
受け皿より小型のポンプで凝縮水を汲み上げ熱交換器上
部より再撒布を行うのように構成すればよい。
【００１４】さらに、冷却コイルの表面にアルマイト処
理などを施しておくことが好ましい。かかる構成とする
とその表面から気体への熱放射による伝熱効率が向上し
て冷却効率が向上する。
理などを施しておくことが好ましい。かかる構成とする
とその表面から気体への熱放射による伝熱効率が向上し
て冷却効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜６に基づいて説明する。
〜６に基づいて説明する。
【００１６】冷却コイルは、高効率気体温湿度調整用装
置において、被調整気体を冷却し、温度湿度を調整する
為に使用する。通常７℃前後の冷却水をコイルに供給
し、その熱源を利用し、それに接する被調整気体温度を
下げる為に使用する。
置において、被調整気体を冷却し、温度湿度を調整する
為に使用する。通常７℃前後の冷却水をコイルに供給
し、その熱源を利用し、それに接する被調整気体温度を
下げる為に使用する。
【００１７】冷却コイルに水膜が付着した状態時に低下
する熱交換効率を下記の例で示す。冷却熱量をｑ、エン
タルピ基準の熱貫流率をＫｗ、コイルの表面積をＳ、対
数平均温度差をＭＥＤ、内外表面積比をＲ、管内表面の
熱伝導率をαｗ、管内表面の汚れ係数をｒ1、銅管とア
ルミフィンと管との接触熱抵抗をｒ2、比例常数をｂ
ｗ、フィン表面の物質移動係数をｋｆ、フィン効率をφ
ｗとすると、 ｑ＝Ｋｗ・Ｓ・ＭＥＤ １／Ｋｗ＝Ｒ／αｗ＋Ｒ（ｒ1＋ｒ2）ｂｗ＋１／［ｋｆ
｛φｗ＋（１／Ｒ）｝］ の関係式が成り立つ。
する熱交換効率を下記の例で示す。冷却熱量をｑ、エン
タルピ基準の熱貫流率をＫｗ、コイルの表面積をＳ、対
数平均温度差をＭＥＤ、内外表面積比をＲ、管内表面の
熱伝導率をαｗ、管内表面の汚れ係数をｒ1、銅管とア
ルミフィンと管との接触熱抵抗をｒ2、比例常数をｂ
ｗ、フィン表面の物質移動係数をｋｆ、フィン効率をφ
ｗとすると、 ｑ＝Ｋｗ・Ｓ・ＭＥＤ １／Ｋｗ＝Ｒ／αｗ＋Ｒ（ｒ1＋ｒ2）ｂｗ＋１／［ｋｆ
｛φｗ＋（１／Ｒ）｝］ の関係式が成り立つ。
【００１８】上記の公式に一般値を当てはめると、冷却
熱量は、約６４２ｃａｌ／ｈとなる。
熱量は、約６４２ｃａｌ／ｈとなる。
【００１９】冷却コイルに凝縮水が層状についた時の冷
却熱量ｑ’は、以下のようになる。内外表面積比Ｒの補
正値をＲ’、厚みｄの水の層がコイルに付着した場合の
熱貫流率をＫｗ’とすると、 １／Ｋｗ’＝Ｒ・αｗ／ｚｗ＋Ｒ（ｒ１＋ｒ２）ｂｗ＋Ｒ’・ｂｗ・ｄ／λ＋ １／［ｋｆ｛φｗ＋（１／Ｒ）｝］ ＝１／Ｋｗ＋ｄ／λ 水膜の厚みｄを１．０ｍｍとすると、冷却熱量ｑ’は約
４３０ｋｃａｌ／ｈとなる。
却熱量ｑ’は、以下のようになる。内外表面積比Ｒの補
正値をＲ’、厚みｄの水の層がコイルに付着した場合の
熱貫流率をＫｗ’とすると、 １／Ｋｗ’＝Ｒ・αｗ／ｚｗ＋Ｒ（ｒ１＋ｒ２）ｂｗ＋Ｒ’・ｂｗ・ｄ／λ＋ １／［ｋｆ｛φｗ＋（１／Ｒ）｝］ ＝１／Ｋｗ＋ｄ／λ 水膜の厚みｄを１．０ｍｍとすると、冷却熱量ｑ’は約
４３０ｋｃａｌ／ｈとなる。
【００２０】上記の事から、仮に水膜が１．０ｍｍ冷却
コイルに付着したとすると、コイルによる熱交換効率は
約３３％落ちている事になる。
コイルに付着したとすると、コイルによる熱交換効率は
約３３％落ちている事になる。
【００２１】図１は本発明の実施の形態に係る凝縮水除
去用装置を示すものである。
去用装置を示すものである。
【００２２】この装置は、冷却コイルに付着した凝縮水
を圧縮気体またはブラシ（回転ブラシ、または平ブラ
シ）で強制的に吹き飛ばすよう構成されている。１０１
は空調機本体であり、気体を移送するファン１０５によ
り、気体入口１０３から気体を空調機本体１０１に取り
込み、気体出口１０２から温湿度調整済気体を排出す
る。空調機本体１０１を気体が通過する途中に冷却コイ
ル１０６が設置されている。冷却コイル１０６の上流側
に凝縮水除去装置１０４を設置する。圧縮気体を使用す
る場合には、ファンコイルにより取込んだ気体の一部を
気体抜取り配管１０７によりコンプレッサー１０８に取
込み圧縮気体が製造される。製造された圧縮気体は圧縮
空気供給配管１０９により圧縮気体供給ヘッダ１０４に
供給される。
を圧縮気体またはブラシ（回転ブラシ、または平ブラ
シ）で強制的に吹き飛ばすよう構成されている。１０１
は空調機本体であり、気体を移送するファン１０５によ
り、気体入口１０３から気体を空調機本体１０１に取り
込み、気体出口１０２から温湿度調整済気体を排出す
る。空調機本体１０１を気体が通過する途中に冷却コイ
ル１０６が設置されている。冷却コイル１０６の上流側
に凝縮水除去装置１０４を設置する。圧縮気体を使用す
る場合には、ファンコイルにより取込んだ気体の一部を
気体抜取り配管１０７によりコンプレッサー１０８に取
込み圧縮気体が製造される。製造された圧縮気体は圧縮
空気供給配管１０９により圧縮気体供給ヘッダ１０４に
供給される。
【００２３】冷却コイル１０６に吹き付ける圧縮気体の
圧力は、２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましく、３〜５ｋ
ｇｆ／ｃｍ2がより好ましい。圧力が２ｋｇｆ／ｃｍ2よ
り低いと凝縮水の十分な除去が行い得ない場合がある。
逆に１０ｋｇｆ／ｃｍ2より高すぎると、気体温湿度調
整の性能に影響を及ぼす場合がある。
圧力は、２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましく、３〜５ｋ
ｇｆ／ｃｍ2がより好ましい。圧力が２ｋｇｆ／ｃｍ2よ
り低いと凝縮水の十分な除去が行い得ない場合がある。
逆に１０ｋｇｆ／ｃｍ2より高すぎると、気体温湿度調
整の性能に影響を及ぼす場合がある。
【００２４】以上の説明では、圧縮気体として冷却コイ
ル１０６により温湿度が調整された冷却済被冷却気体を
用いる場合につき説明したが、外部から圧縮気体を導入
してもよいその場合、圧縮気体は外部において温湿度を
調整しておくことが好ましい。
ル１０６により温湿度が調整された冷却済被冷却気体を
用いる場合につき説明したが、外部から圧縮気体を導入
してもよいその場合、圧縮気体は外部において温湿度を
調整しておくことが好ましい。
【００２５】図２は冷却コイルの概略図を示すものであ
る。
る。
【００２６】冷却コイルは、冷却コイル本体２０１内に
複数の冷却フィン２０６と冷却水チューブ２０２，２０
３を配置してなる。冷却水チューブの一端は冷却水入口
２０５に連通し、他端は冷却水出口２０４に連通してい
る。
複数の冷却フィン２０６と冷却水チューブ２０２，２０
３を配置してなる。冷却水チューブの一端は冷却水入口
２０５に連通し、他端は冷却水出口２０４に連通してい
る。
【００２７】被冷却気体２０７が冷却コイル本体２０１
内の冷却フィン２０６同士の間を通過し、冷却済被冷却
気体２０８が出てくる。冷却水を冷却水入口２０５から
供給し、冷却水出口２０４から排出する。冷却水は冷却
水チューブ２０２、２０３を通過する。冷却効率を高め
る為に冷却フィン２０６を冷却水チューブ２０２，２０
３に対し垂直方向に設置してある。
内の冷却フィン２０６同士の間を通過し、冷却済被冷却
気体２０８が出てくる。冷却水を冷却水入口２０５から
供給し、冷却水出口２０４から排出する。冷却水は冷却
水チューブ２０２、２０３を通過する。冷却効率を高め
る為に冷却フィン２０６を冷却水チューブ２０２，２０
３に対し垂直方向に設置してある。
【００２８】図３、４は圧縮気体供給装置のそれぞれ側
面図、正面図を示している。被冷却気体は図面右側３０
９から入り、図面左側３０５の方向に流れる。圧縮気体
供給システムによって３０４または４０７の冷却コイル
に付着した凝縮水を除去するために必要な圧縮気体を供
給し、３０８または４０２の圧縮気体ヘッダ移動用ガイ
ドに沿って、上下移動用モーター３０６または４０５を
用いて、圧縮気体供給ノズル３１１または４０８を上下
させ、凝縮水をコイル及びフィン表面から強制除去す
る。本例では、圧縮気体ヘッダ３０８，４０２は、連続
的に上下往復をし、また停止位置は冷却コイル上流側正
面とする。例えば約５．０ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力の気
体を冷却コイルに垂直に吹き付ける事により、除去した
凝縮水をドレンパンに落とす。３０３または４０３は圧
縮気体ヘッダであり、ステンレス配管等からなり、等間
隔に圧縮気体の吐出ノズル３１１または４０８が付いて
いる。３０８または４０２はノズルの上下ガイド移動ガ
イドであり、そのガイドは空調機本体３０２または４０
１に固定されている。また、ガイド３０８または４０２
は冷却コイルの左右に設置されていて、気体の流れを邪
魔しない位置に設置されている。圧縮気体は、圧縮気体
配管ノズル３０１または４０４から供給し、フレキシブ
ルチューブ３０７または４０６を通り圧縮気体ノズルに
供給される。
面図、正面図を示している。被冷却気体は図面右側３０
９から入り、図面左側３０５の方向に流れる。圧縮気体
供給システムによって３０４または４０７の冷却コイル
に付着した凝縮水を除去するために必要な圧縮気体を供
給し、３０８または４０２の圧縮気体ヘッダ移動用ガイ
ドに沿って、上下移動用モーター３０６または４０５を
用いて、圧縮気体供給ノズル３１１または４０８を上下
させ、凝縮水をコイル及びフィン表面から強制除去す
る。本例では、圧縮気体ヘッダ３０８，４０２は、連続
的に上下往復をし、また停止位置は冷却コイル上流側正
面とする。例えば約５．０ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力の気
体を冷却コイルに垂直に吹き付ける事により、除去した
凝縮水をドレンパンに落とす。３０３または４０３は圧
縮気体ヘッダであり、ステンレス配管等からなり、等間
隔に圧縮気体の吐出ノズル３１１または４０８が付いて
いる。３０８または４０２はノズルの上下ガイド移動ガ
イドであり、そのガイドは空調機本体３０２または４０
１に固定されている。また、ガイド３０８または４０２
は冷却コイルの左右に設置されていて、気体の流れを邪
魔しない位置に設置されている。圧縮気体は、圧縮気体
配管ノズル３０１または４０４から供給し、フレキシブ
ルチューブ３０７または４０６を通り圧縮気体ノズルに
供給される。
【００２９】図５は圧縮気体供給ノズルの詳細部分を示
すものである。
すものである。
【００３０】圧縮気体は、圧縮気体ヘッダ５０２を通過
した圧縮気体ノズル５０３から噴出する。各ノズルの位
置は水平面より角度がついており、落とした凝縮水が強
制的に下方に飛ぶようになっている。ノズルの傾斜角５
０５及び冷却チューブ５０４配列角度５０６を等しく設
置し、ノズル設置位置を冷却フィン５０１を避けて設置
する事により、圧縮気体がチューブ、冷却フィン間を有
効に通過する様になり、ノズルのない側まで凝縮水を高
率良く除去出来る様にする。冷却チューブは配列角度は
通常３０度から４０度の範囲である為、ノズル角度も３
０度から４０度の間とすることが好ましい。
した圧縮気体ノズル５０３から噴出する。各ノズルの位
置は水平面より角度がついており、落とした凝縮水が強
制的に下方に飛ぶようになっている。ノズルの傾斜角５
０５及び冷却チューブ５０４配列角度５０６を等しく設
置し、ノズル設置位置を冷却フィン５０１を避けて設置
する事により、圧縮気体がチューブ、冷却フィン間を有
効に通過する様になり、ノズルのない側まで凝縮水を高
率良く除去出来る様にする。冷却チューブは配列角度は
通常３０度から４０度の範囲である為、ノズル角度も３
０度から４０度の間とすることが好ましい。
【００３１】図６に圧縮気体ノズルの代わりにブラシ
（例えば回転ブラシ、平ブラシ）を使用した場合の概略
図を示す。回転ブラシは６０１の範囲を回転し、回転軸
６０３に固定された樹脂製ブラシ６０２が冷却チューブ
及びフィンに付着した凝縮水を除去する。
（例えば回転ブラシ、平ブラシ）を使用した場合の概略
図を示す。回転ブラシは６０１の範囲を回転し、回転軸
６０３に固定された樹脂製ブラシ６０２が冷却チューブ
及びフィンに付着した凝縮水を除去する。
【００３２】また、回転ブラシは複数設けられ、１列ま
たは２列に分割された熱交換器６０４の間を移動し得る
ようにすることが好ましい。
たは２列に分割された熱交換器６０４の間を移動し得る
ようにすることが好ましい。
【００３３】また、平ブラシを用いる場合は、平ブラシ
の形状は片端６０５もしくは両端６０６の形状とし１列
または２列に分割された熱交換器の間を移動するか、連
続した列数の熱交換器６０７の１列また２列毎に設けら
れた複数段のスリット内部を移動し得るように構成する
ことが好ましい。
の形状は片端６０５もしくは両端６０６の形状とし１列
または２列に分割された熱交換器の間を移動するか、連
続した列数の熱交換器６０７の１列また２列毎に設けら
れた複数段のスリット内部を移動し得るように構成する
ことが好ましい。
【００３４】一方、冷却コイルの冷却水チューブ内に流
す冷却水として、脱気水を用いることが変換効率を高め
るために有効である。ここで、脱気水とは、水道水から
ガス（特に酸素）を除去した水である。脱気後における
酸素濃度としては１０ｐｐｍ以下が好ましく、５ｐｐｍ
以下がより好ましく、３ｐｐｍ以下がさらに好ましい。
ただ、１ｐｐｍ未満では効果が飽和するため１〜１０ｐ
ｐｍが好ましい範囲である。
す冷却水として、脱気水を用いることが変換効率を高め
るために有効である。ここで、脱気水とは、水道水から
ガス（特に酸素）を除去した水である。脱気後における
酸素濃度としては１０ｐｐｍ以下が好ましく、５ｐｐｍ
以下がより好ましく、３ｐｐｍ以下がさらに好ましい。
ただ、１ｐｐｍ未満では効果が飽和するため１〜１０ｐ
ｐｍが好ましい範囲である。
【００３５】また、冷却コイルの冷却水チューブ内に流
す冷却水として、水素水を用いることが好ましい。水素
水は水に水素を添加した水であるが、前記脱気水に水素
を添加したものを用いることがより一層好ましい。水素
水における水素濃度としては０．５〜１．５ｐｐｍが好
ましい。
す冷却水として、水素水を用いることが好ましい。水素
水は水に水素を添加した水であるが、前記脱気水に水素
を添加したものを用いることがより一層好ましい。水素
水における水素濃度としては０．５〜１．５ｐｐｍが好
ましい。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の装置によって、空調機の冷却
コイル３０４または４０７に付着した凝縮水を除去した
結果について説明する。
コイル３０４または４０７に付着した凝縮水を除去した
結果について説明する。
【００３７】（実施例１）７℃の冷却水を冷却コイルに
供給し、冷却水出口で冷却水温度を測定した。
供給し、冷却水出口で冷却水温度を測定した。
【００３８】その時のパラメーターとして、凝縮水がコ
イルに付着した場合、図１に示す装置を用いて圧縮気体
で凝縮水を除去した場合、コイル表面処理を施した場合
及び冷却水として脱気水、水素水を使用した場合につい
て実験を行い、それぞれの比較を行った。
イルに付着した場合、図１に示す装置を用いて圧縮気体
で凝縮水を除去した場合、コイル表面処理を施した場合
及び冷却水として脱気水、水素水を使用した場合につい
て実験を行い、それぞれの比較を行った。
【００３９】冷却水供給条件および入口気体温度を一定
に保ち、気体出口温度および冷却水出口温度を測定す
る。凝縮水除去装置を稼動した場合としない場合および
処理しない場合の気体出口温度を比較した。
に保ち、気体出口温度および冷却水出口温度を測定す
る。凝縮水除去装置を稼動した場合としない場合および
処理しない場合の気体出口温度を比較した。
【００４０】なお、本実験は入口気体温度を同条件にす
る為に、同時に行なう事を条件とする。図７は気体出口
温度の測定結果を示している。
る為に、同時に行なう事を条件とする。図７は気体出口
温度の測定結果を示している。
【００４１】図７において●が本実施例の結果を示し、
■が比較例の結果を示している。
■が比較例の結果を示している。
【００４２】凝縮水を除去した場合（●）の気体出口温
度が、凝縮水を除去しない場合（■）と比べて低いこと
から、コイルでの除去熱量は凝縮水を除去した場合の方
が、除去しない場合と比べ効果が高いことが確認され
た。
度が、凝縮水を除去しない場合（■）と比べて低いこと
から、コイルでの除去熱量は凝縮水を除去した場合の方
が、除去しない場合と比べ効果が高いことが確認され
た。
【００４３】（実施例２）冷却コイルの外表面に撥水性
のあるフッ素系樹脂のＰＦＡ被覆を施したものと被覆し
ない場合の比較を行った
のあるフッ素系樹脂のＰＦＡ被覆を施したものと被覆し
ない場合の比較を行った
【００４４】凝縮水の除去は実施例１と同様に圧縮気体
により行った。
により行った。
【００４５】なお、ＰＦＡ被膜の厚みは約０．５〜１．
０ｍｍが好ましい。かかる厚みとすることにより、被膜
による熱効率低下を最小限に抑えるとともに凝縮水の付
着を防止するとともに、付着した凝縮水の除去を容易た
らしめることができる。
０ｍｍが好ましい。かかる厚みとすることにより、被膜
による熱効率低下を最小限に抑えるとともに凝縮水の付
着を防止するとともに、付着した凝縮水の除去を容易た
らしめることができる。
【００４６】この時の実験では、凝縮水除去装置を稼動
させた。撥水性樹脂の被覆により表面処理を施した場合
（図７▲）の気体出口温度が、施さない場合（図７■）
と比べて低いことから、表面処理を施した方が、しない
場合と比べ効果が高いことが確認された。
させた。撥水性樹脂の被覆により表面処理を施した場合
（図７▲）の気体出口温度が、施さない場合（図７■）
と比べて低いことから、表面処理を施した方が、しない
場合と比べ効果が高いことが確認された。
【００４７】（実施例３）本例では、冷却コイル外表面
にアルマイト処理を施したものと処理しない場合の比較
を行った。
にアルマイト処理を施したものと処理しない場合の比較
を行った。
【００４８】凝縮水の除去は実施例１と同様に圧縮気体
により行った。
により行った。
【００４９】この時の実験では、凝縮水除去装置を稼動
している。アルマイトによる表面処理を施した場合（図
７○）の気体出口温度が、施さない場合（図７■）と比
べて低いことから、アルマイト処理などの表面処理を施
した方が、しない場合と比べ効果が高いことが確認され
た。
している。アルマイトによる表面処理を施した場合（図
７○）の気体出口温度が、施さない場合（図７■）と比
べて低いことから、アルマイト処理などの表面処理を施
した方が、しない場合と比べ効果が高いことが確認され
た。
【００５０】（実施例４）冷却コイルに超音波を当てた
場合と当てない場合の比較を行った。
場合と当てない場合の比較を行った。
【００５１】この時の実験では、凝縮水除去装置を稼動
している。超音波素子を冷却コイルプレート部分２０６
に固定し、更に超音波素子と気体温湿度調整用装置本体
のフレーム部を連結固定する。超音波素子の振動によ
り、冷却コイル本体を振動させる事により、冷却コイル
に付着した凝縮水を除去させる。使用する超音波の周波
数は２０〜５０ｋＨｚとした。２０ｋＨｚ未満では除去
に供する音波のエネルギーが不十分であり、５０ｋＨｚ
を超えると、超音波素子の寿命を著しく短くする可能性
があるためである。
している。超音波素子を冷却コイルプレート部分２０６
に固定し、更に超音波素子と気体温湿度調整用装置本体
のフレーム部を連結固定する。超音波素子の振動によ
り、冷却コイル本体を振動させる事により、冷却コイル
に付着した凝縮水を除去させる。使用する超音波の周波
数は２０〜５０ｋＨｚとした。２０ｋＨｚ未満では除去
に供する音波のエネルギーが不十分であり、５０ｋＨｚ
を超えると、超音波素子の寿命を著しく短くする可能性
があるためである。
【００５２】冷却コイルに超音波による振動を与えた場
合（図７□）の気体出口温度が、施さない場合（図７
■）と比べて低いことから、超音波を施した方が、しな
い場合と比べ効果が高いことが確認された。
合（図７□）の気体出口温度が、施さない場合（図７
■）と比べて低いことから、超音波を施した方が、しな
い場合と比べ効果が高いことが確認された。
【００５３】（実施例５）脱気水を用いることにより冷
却水チューブ内におけるスケールの発生を防止すること
ができ、スケール発生による変換効率の低下を防止する
ことができる。
却水チューブ内におけるスケールの発生を防止すること
ができ、スケール発生による変換効率の低下を防止する
ことができる。
【００５４】冷却コイルに流す冷却水として水道水を用
いた場合と脱気水を使用した場合の比較を行った。
いた場合と脱気水を使用した場合の比較を行った。
【００５５】脱気水としては、水道水から酸素を除去し
たものを用いた。脱気後における酸素濃度は３ｐｐｍで
ある。
たものを用いた。脱気後における酸素濃度は３ｐｐｍで
ある。
【００５６】試験結果を図８に示す。
【００５７】この時の実験では、凝縮水除去装置を稼動
している。測定は冷却コイルに冷却水を２０００時間連
続で流し続けた後に行った。
している。測定は冷却コイルに冷却水を２０００時間連
続で流し続けた後に行った。
【００５８】脱気水を流した場合（図８●）の気体出口
温度が、水道水の場合（図８■）と比べて低いことか
ら、脱気水を用いた方が、水道水を用いた場合と比べ効
果が高いことが確認された。
温度が、水道水の場合（図８■）と比べて低いことか
ら、脱気水を用いた方が、水道水を用いた場合と比べ効
果が高いことが確認された。
【００５９】なお、凝縮水の除去を行わない場合にも、
脱気水を用いた場合が水道水を用いた場合よりも出口温
度は低いという結果が得られた。
脱気水を用いた場合が水道水を用いた場合よりも出口温
度は低いという結果が得られた。
【００６０】なお、酸素濃度を０．５〜２０ｐｐｍの範
囲で変化させて実験を行ったところ１０ｐｐｍ以下にお
いて特に良好な結果が得られた。
囲で変化させて実験を行ったところ１０ｐｐｍ以下にお
いて特に良好な結果が得られた。
【００６１】（実施例６）水素水を用いることにより冷
却水チューブ内におけるスケールの発生を防止すること
ができ、スケール発生による変換効率の低下を防止する
ことができる。
却水チューブ内におけるスケールの発生を防止すること
ができ、スケール発生による変換効率の低下を防止する
ことができる。
【００６２】冷却コイルに流す冷却水として水道水を用
いた場合と水素水を使用した場合の比較を行った。
いた場合と水素水を使用した場合の比較を行った。
【００６３】水素としては、水道水から酸素を除去した
後、水素を添加したものを用いた。水素添加後における
水素濃度は０．６ｐｐｍである。
後、水素を添加したものを用いた。水素添加後における
水素濃度は０．６ｐｐｍである。
【００６４】試験結果を図８に示す。
【００６５】この時の実験では、凝縮水除去装置を稼動
している。測定は冷却コイルに冷却水を２０００時間連
続で流し続けた後に行った。
している。測定は冷却コイルに冷却水を２０００時間連
続で流し続けた後に行った。
【００６６】水素水を流した場合（図８○）の気体出口
温度が、水道水の場合（図８■）と比べて低いことか
ら、水素水を用いた方が、水道水を用いた場合と比べ効
果が高いことが確認された。
温度が、水道水の場合（図８■）と比べて低いことか
ら、水素水を用いた方が、水道水を用いた場合と比べ効
果が高いことが確認された。
【００６７】なお、凝縮水の除去を行わない場合にも同
様の傾向が得られた。
様の傾向が得られた。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、冷却コイルの熱交換効
率が上昇し、冷却水量が低減でき、配管径、送水ポンプ
動力も小さくすることができ、空調系のイニシャルコス
トおよびランニングコストの低減が可能となる。
率が上昇し、冷却水量が低減でき、配管径、送水ポンプ
動力も小さくすることができ、空調系のイニシャルコス
トおよびランニングコストの低減が可能となる。
【図１】本発明に係る高効率気体温度湿度調整用装置を
示す模式的な図である。
示す模式的な図である。
【図２】本発明に係る冷却コイル本体を示す模式的な斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明に係る冷却コイル凝縮水除去用装置を示
す模式的な図である。
す模式的な図である。
【図４】本発明に係る冷却コイル凝縮水除去用装置を示
す模式的な図である。
す模式的な図である。
【図５】本発明に係る冷却コイル凝縮水除去用装置の一
部を示す模式的な図である。
部を示す模式的な図である。
【図６】本発明に係る冷却コイル凝縮水除去用装置の一
部を示す模式的な図である。
部を示す模式的な図である。
【図７】本発明に係る実験結果を示す図である。
【図８】本発明に係る実験結果を示す図である。
１０１ 空調機本体 １０２ 気体排出口 １０３ 気体取入口 １０４ 凝縮水除去装置 １０５ 送風ファン １０６ 冷却コイル １０７ 気体抜取り配管 １０８ コンプレッサー １０９ 圧縮気体供給配管 ２０１ 冷却コイル本体 ２０２ 冷却チューブ ２０３ 冷却チューブ ２０４ 冷却水戻配管 ２０５ 冷却水供給配管 ２０６ 冷却フィン ２０７ 被冷却気体入側流れ ２０８ 被冷却気体出側流れ ３０１ 圧縮気体配管接続口 ３０２ 空調機ケーシング ３０３ 圧縮気体ヘッダ ３０４ 冷却コイル ３０５ 冷却前供給気体 ３０６ 駆動用モーター ３０７ 圧縮気体チューブ ３０８ 圧縮気体ヘッダ移動用ガイド ３０９ 冷却後供給気体 ３１０ ヘッダ停止位置 ３１１ 圧縮気体供給ノズル ４０１ 空調機ケーシング ４０２ 圧縮気体ヘッダ移動用ガイド ４０３ 圧縮気体ヘッダ ４０４ 圧縮気体配管接続口 ４０５ 駆動用モーター ４０６ 圧縮気体チューブ ４０７ 冷却コイル ４０８ 圧縮気体供給ノズル ５０１ アルミフィン ５０２ 圧縮気体ヘッダ ５０３ 圧縮気体ノズル ５０４ 冷却コイルチューブ ５０５ 圧縮気体ノズル角度 ５０６ 冷却チューブ配列角度 ６０１ 回転ブラシ軌道 ６０２ 回転ブラシ ６０３ 回転軸 ６０４ 熱交換器 ６０５ 片端平ブラシ ６０６ 両端平ブラシ ６０７ 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000206211 大成建設株式会社 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 (71)出願人 000169499 高砂熱学工業株式会社 東京都千代田区神田駿河台４丁目２番地８ (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２の１の17の 301 (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05東北大学 大学院工学研究科電子工学専攻内 (72)発明者 白井 泰雪 宮城県仙台市太白区八木山香澄町33の３チ サンマンション八木山香澄町803 (72)発明者 花岡 秀夫 東京都千代田区内神田１丁目１番14号日立 プラント建設株式会社内 (72)発明者 本間 健 東京都千代田区内神田１丁目１番14号日立 プラント建設株式会社内 (72)発明者 鈴木 宏和 東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊 谷組東京本社内 (72)発明者 山崎 喜郎 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建 設株式会社内 (72)発明者 大久保 義典 東京都千代田区神田駿河台四丁目二番地八 高砂熱学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L050 AA10 BD05 BF02
Claims (16)
- 【請求項１】 冷却コイルに付着した凝縮水を除去する
ための凝縮水除去手段を設けたことを特徴とする高効率
気体温湿度調整用装置。 - 【請求項２】 冷却コイルに脱気水ないし水素水を冷却
水として供給するための手段を設けたことを特徴とする
高効率気体温湿度調整装置。 - 【請求項３】 前記凝縮水除去手段は、冷却コイルに圧
縮気体を吹き付けるための手段であることを特徴とする
請求項１記載の高効率気体温湿度調整用装置。 - 【請求項４】 前記圧縮気体の圧力は２〜１０ｋｇｆ／
ｃｍ2であることを特徴とする請求項３記載の高効率気
体温湿度調整用装置。 - 【請求項５】 前記圧縮気体は、冷却気体であることを
特徴とする請求項３または４記載の高効率気体温湿度調
整用装置。 - 【請求項６】 前記凝縮水除去手段は、凝縮水に物理的
に接し、前記凝縮水を除去する機能を有する請求項１記
載の高効率気体温湿度調整用装置。 - 【請求項７】 前記凝縮水除去手段がブラシであること
を特徴とする請求項６記載の高効率気体温湿度調整用装
置。 - 【請求項８】 前記ブラシは、回転その他の移動により
前記凝縮水の除去を行い得るよう構成されたことを特徴
とする請求項７記載の高効率気体温湿度調整用装置。 - 【請求項９】 前記冷却コイルの冷却フィンは、１列ま
たは２列毎に分割されるか、熱交換フィン１列または２
列毎に設けられた移動ガイド用スリット有することを特
徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の高効
率気体温湿度調整装置。 - 【請求項１０】 前記冷却コイルの表面を撥水性を有す
る表面としたことを特徴とする請求項１ないし９のいず
れか１項記載の高効率気体温湿度調整用装置。 - 【請求項１１】 凝縮した液体を、再撒布し得る手段を
設けたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
１項に記載の高効率気体温湿度調整装置。 - 【請求項１２】 前記冷却コイルの表面に、その表面か
ら気体への熱放射による伝熱効率が向上する様にアルマ
イト等を使用した表面処理が施してあることを特徴とす
る請求項１ないし９のいずれか１項記載の高効率気体温
湿度調整用装置。 - 【請求項１３】 前記冷却コイルの表面に超音波による
振動を与えるための超音波付与装置が装備されているこ
とを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記
載の高効率気体温度湿度調整用装置。 - 【請求項１４】 前記冷却コイルの冷却水チューブへ脱
気水を供給するための手段を設けたことを特徴とする請
求項１、３ないし１３のいずれか１項記載の高効率気体
温湿度調整用装置。 - 【請求項１５】 前記冷却水コイルの冷却水チューブへ
水素水を供給するための手段を設けたことを特徴とする
請求項１、３ないし１３のいずれか１項記載の高効率気
体温湿度調整用装置。 - 【請求項１６】 冷却コイルの冷却水チューブ内に冷却
水を流すとともに、冷却フィン間に被冷却気体を流すこ
とにより被冷却気体の冷却を行う気体温湿度調整方法に
おいて、該冷却水として脱気水を用いることを特徴とす
る高効率気体温湿度調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000275584A JP4521847B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-09-11 | 気体温湿度調整用装置及び調整方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25596499 | 1999-09-09 | ||
| JP11-255964 | 1999-09-09 | ||
| JP2000275584A JP4521847B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-09-11 | 気体温湿度調整用装置及び調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001147096A true JP2001147096A (ja) | 2001-05-29 |
| JP4521847B2 JP4521847B2 (ja) | 2010-08-11 |
Family
ID=26542496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000275584A Expired - Fee Related JP4521847B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-09-11 | 気体温湿度調整用装置及び調整方法 |
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- 2000-09-11 JP JP2000275584A patent/JP4521847B2/ja not_active Expired - Fee Related
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